חוקרים סינתזו מכלול סלע ירח עשיר בנופך כדי לקבוע אם מהירויות הקול בקומפוזיציות הללו תואמות לפרופילים סייסמיים של פנים הירח העמוק.
באמצעות ניסויים בלחץ גבוה, הם הגיעו למסקנה שנוכחות נופך תואמת לנתונים סיסמיים שנצפו בעומקים של 740-1260 ק"מ, מה שמרמז על תפקידו המשמעותי במבנה ובדינמיקה של הירח.
פנים הירח ונוכחות נופך
לירח של ימינו יש מבנה פנימי המכיל ליבה מתכתית מרכזית, שעליה מכוסה מעטה המורכבת ממינרלים כמו אוליבין ופירוקסן (למשל מעטפת Ol+Px) מתחת למעטפת של קרום (למשל Wieczorek et al. 2006). תמונה כזו של פנים הירח נוצרה מניתוחים של דגימות ירח חוזרות ותיעוד של אירועים סיסמיים עמוקים שנאספו במהלך משימות לירח (למשל Weber et al., 2011).
למרות עושר הספרות, עדיין קיים ויכוח ארוך שנים לגבי קיומו של נופך (Gt) בחלק העמוק יותר של מעטפת הירח. בהתבוננות על קיומו של נופך, השאלה המרכזית שהועלתה לראשונה לפני חמישים שנה (למשל אנדרסון, 1975) נותרה ללא מענה: האם מהירויות קול שנמדדו במעבדה בצברי ירח מציאותיים המכילים נופך תואמות את הפרופילים הסיסמיים של פנים הירח העמוק?
מתודולוגיית מחקר ומערך ניסויים
כדי לספק תשובות לשאלה זו, החוקרים של Ehime סינתזו לראשונה מכלולי סלע ירח עשירים בנופך (מדגם Ol+Px+Gt) בלחצים גבוהים וטמפרטורות גבוהות באמצעות מנגנון העיתונות הרב-סדן "ORANGE-2000" במרכז המחקר הגיאודינמיקה. לאחר מכן הועברו דגימות אלו אל אביב-8מתקן קרינת סינכרוטרון בקנה מידה גדול, הממוקם במחוז Hyogo, שם בוצעו ניסויים בקו קרן הלחץ הגבוה והטמפרטורה הגבוהה BL04B1.
כאן הכניסו החוקרים את מכלול הסלעים הירחי לתנאי לחץ וטמפרטורה דומים לאלו של פנים הירח, בזמן שהם מדדו את מהירות ההתפשטות של גלי הקול במכלול הסלעים הירחי. בשילוב תוצאות הניסוי שלהם עם רכיב מודלים, החוקרים הגיעו למסקנה כי מהירויות הקול במכלולי ירח המכילים כמויות גדולות של נופך תואמות את הפרופילים הסיסמיים והצפיפות של פנים הירח העמוק, בין עומקים של 740-1260 ק"מ.
יתר על כן, הם מצאו שמכלולי סלעים המכילים מעט נופך או נופך אינם סבירים להסביר את המהירויות והצפיפות הסיסמיות שנצפו של מעטפת הירח בעומקים אלה.
השלכות הממצאים על לימודי הירח
לתוצאות המסקרנות הללו יש השלכות משמעותיות על הירח והדינמיקה הפנימית שלו, לרבות הרכבו והיווצרותו (למשל Jing et al., 2022), הטמפרטורה הפנימית, כמו גם השלכות על ליבת הירח והדינמו הירחי שהתנתק כעת.